Resumen de Synaptic transmission in autaptic circuits: Presynaptic homeostatic plasticity and microtubule dynamics
Las sinapsis son los sitios de contacto donde ocurre la transferencia de información desde el terminal presináptico al postsináptico. El correcto procesamiento de información requiere que las sinapsis adapten continuamente sus propiedades bajo un entorno de constante cambio. En esta tesis describimos aspectos novedosos que ayudan a comprender la función de los terminales presinápticos en el contexto de una red neuronal simple.
El número exuberante de contactos sinápticos formados durante el desarrollo del sistema nervioso se refina selectivamente mediante un proceso de eliminación sináptica. En la presente tesis hemos explotado la acción del péptido p4.2, un fragmento de 20 aminoácidos situado en el extremo C-terminal de la proteína de secreción glial SPARC, que promueve la eliminación de sinapsis en un circuito autáptico. Hemos descubierto que las neuronas que forman sinapsis autápticas detectan y compensan la eliminación sináptica activando un mecanismo de plasticidad homeostática presináptica impulsado por la potenciación presináptica y el rápido ensamblaje de nuevos contactos sinápticos. Ambas acciones ocurren de manera concomitante, lo que indica que la formación de nuevas sinapsis está asociada con un aumento general en el flujo de entrada de calcio presináptico. Para investigar más a fondo los mecanismos moleculares que subyacen a esta respuesta compensatoria, trasladamos nuestro foco de investigación a la participación de los microtúbulos en el mantenimiento de la conectividad y fuerza sináptica.
Proporcionando evidencia ultraestructural, morfológica y fisiológica, hemos demostrado que los extremos positivos de los microtúbulos invaden transitoriamente los botones presinápticos y que la inestabilidad de los microtúbulos está directamente involucrada en la regulación de la probabilidad de liberación espontánea de neurotransmisores. La polimerización de microtúbulos también es importante para la función postsináptica, lo que indica que la dinámica de los microtúbulos podría estar involucrada en formas de plasticidad postsináptica.
El desarrollo de este proyecto ha permitido identificar mecanismos aún desconocidos que son clave para entender la biología celular de los terminales presinápticos. Estos hallazgos no solo deben considerarse en el contexto de una red neuronal simple, elegida por sus posibilidades experimentales únicas, sino como propiedades neuronales fundamentales. Sin embargo, futuras investigaciones en sistemas complejos son necesarias para validar nuestros hallazgos.
